7.橫河實驗學(xué)校九年級物理興趣小組的同學(xué)在研究“沙子和水的吸熱本領(lǐng)大”時,選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質(zhì)量都是200g的沙子和水加熱、他們繪制出沙子與水的溫度隨加熱時間變化的圖象如圖所示.已知酒精的熱值是3.0×107J/kg,水的比熱容是4.2×103J/(kg•℃)、加熱時酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精,那么請問:
(1)圖中a圖和b圖哪個是沙子吸熱升溫的圖象?為什么?
(2)請根據(jù)圖象說出水在受熱過程中溫度變化的特點.
(3)加熱滿2min時,水吸收了多少熱量?
(4)給水加熱持續(xù)了10min時間,共消耗了多少酒精?這些酒精如果完全燃燒將放出多少熱量?
(5)試求出沙子的比熱容.

分析 (1)用兩只完全相同的酒精燈,分別給水和沙子加熱,這樣做的目的是使水和沙子在相同時間吸收相同的熱量,再利用公式△t=$\frac{Q}{cm}$進行分析.
(2)從溫度隨加熱時間變化的圖象可知,橫坐標(biāo)是時間,縱坐標(biāo)是溫度,再從圖象中找規(guī)律.
(3)從圖象可知,加熱滿2min,水的溫度從20℃上升到70℃,從而可知和水的溫度變化,已知水的質(zhì)量和比熱容,可利用公式Q=cm△t計算水吸收的熱量.
(4)已知酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精,便可以計算出給水加熱10min時間消耗的酒精,已知酒精的熱值,可利用公式Q=mq計算熱量.
(5)相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量,從(2)可知,加熱2min水吸收的熱量,已知酒精的質(zhì)量和加熱2min酒精的溫度變化,可利用公式c=$\frac{Q}{m△t}$計算沙子的比熱容.

解答 解:
(1)圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程,因為沙子和水的質(zhì)量相等,吸收相同熱量時,沙子的比熱容比水小,從公式△t=$\frac{Q}{cm}$可知,沙子溫度升得多.
(2)水在受熱過程中,溫度變化呈先快后慢,至沸騰時溫度保持不變的特點.
(3)因為c=4.2×103J/(kg•℃),m=200g=0.2kg,△t=70℃-20℃=50℃,
所以Q水吸=Cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=42000J.
(4)因為酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精,
所以加熱10min時間消耗的酒精為:m=0.8g×10=8g=8×10-3kg,
Q=mq=8×10-3kg×3.0×107J/kg=2.4×105J.
(5)因為相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量
所以在2分鐘的時間內(nèi),
Q沙吸=Q水吸=42000J,
又因為加熱滿2min,沙子的溫度從20℃上升到250℃,
△t=250℃-20℃=230℃,m=200g=0.2kg
所以c=$\frac{{Q}_{沙吸}}{{m}_{沙}△{t}_{沙}}$=$\frac{42000J}{0.2kg×230℃}$≈0.9×103J/(kg•℃).
答:(1)圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程,因為沙子和水的質(zhì)量相等,吸收相同熱量時,沙子的比熱容比水小,從公式△t=$\frac{Q}{cm}$可知,沙子溫度升得多.
(2)水在受熱過程中,溫度變化呈先快后慢,至沸騰時溫度保持不變的特點.
(3)水吸收了42000J的熱量.
(4)共消耗了8×10-3kg的酒精,酒精完全燃燒將放出2.4×105J的熱量.
(5)沙子的比熱容為0.9×103J/(kg•℃).

點評 此題考查了學(xué)生對吸熱公式的掌握和運用,并可利用公式計算熱量和比熱容,能從液體的溫度隨時間變化的圖象搜集有關(guān)信息是本題的關(guān)鍵.

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編號長度/cm直徑/cm頻率/Hz
120.501.502131
231.002.001284
348.502.50656
(1)三根管中音調(diào)最低的是3號.
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù),能否得出“管子發(fā)出聲音的頻率隨長度、直徑的增大都會減小”的結(jié)論?請說明你的理由.答:不能(選填“能”或“不能”);理由:長度和直徑都不同,沒有控制變量.
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